📄Работа №201678
Тема: ИССЛЕДОВАНИЕ ЛИДАРНОГО И ПРОБООТБОРНОГО ГАЗОАНАЛИТИЧЕСКОГО МЕТОДОВ КОНТРОЛЯ СЛЕДОВ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ НА ПОВЕРХНОСТИ ОБЪЕКТОВ
Характеристики работы
Тип работы
Диссертация
Предмет
Физика
Объем:
132 листов
Год:
2023
Просмотров:
67
700
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
Введение 5
Глава 1. Анализ современного состояния методов контроля следов взрывчатых
веществ. Постановка задачи 12
1.1. Обзор и классификация методов контроля следов ВВ 12
1.2. Общая характеристика взрывчатых веществ 14
1.2.1. Классификация бризантных взрывчатых веществ 14
1.2.2. Летучесть взрывчатых веществ 17
1.3. Методы дистанционного контроля следов взрывчатых веществ 19
1.4. Газоаналитические методы и средства контроля взрывчатых веществ 26
Глава 2. Определение пороговой чувствительности регистрации следов микрочастиц ВВ на поверхности объектов дистанционным методом лазерно-
индуцированной флуоресценции при лазерной фрагментации азотсодержащих молекул ВВ 36
2.1. Лидарный обнаружитель следов взрывчатых веществ на основе лазерно-
индуцированной флуоресценции при лазерной фрагментации азотсодержащих молекул ВВ 36
2.2. Определение пороговой чувствительности дистанционного 40
детектора следов ВВ 40
2.3. Экспериментальный контроль детектором ДДСВВ следов взрывчатых
веществ в отпечатках пальцев рук 45
Глава 3. Сравнение характеристик определения следовых количеств ВВ пробоотборным газоаналитическим и лидарным методами 53
3.1. Экспериментальная часть 54
3.2. Контроль ТНТ 61
3.3. Контроль имитатора гексогена 62
3.4. Контроль имитатора ТЭН 62 Глава 4. Экспериментальное определение динамики испарения следов микрочастиц тринитротолуола с поверхности объектов и возможности
сравниваемых методов по контролю остатков следов 65
4.1. Условия проведения экспериментальных исследований 66
4.2. Характеристика испарения микрочастиц ТНТ с вихревым отбором проб от
одного образца 71
4.3. Динамика испарения (сублимации) микроследов ТНТ с поверхности
предметных стекол в естественных условиях 72
4.4. Сравнительные возможности пробоотборного и лидарного методов контроля
остатков следов при сублимации тонкой пленки ТНТ 78
Заключение 81
Список сокращений и условных обозначений 85
Список литературы 87
Приложение А Программа и методика оценочных испытаний макета лазерного дистанционного сканирующего детектора следов взрывчатых веществ 99
Приложение Б Протокол оценочных испытаний макета лазерного дистанционного сканирующего детектора следов взрывчатых веществ 103
Приложение В Протокол оценочных испытаний опытного образца лазерного дистанционного детектора взрывчатых веществ 108
Приложение Г Протокол оценочных испытаний макета дистанционного детектора следов взрывчатых веществ 113
Приложение Д Программа и методика оценочных испытаний. Исследование эффективности обнаружения следов взрывчатых веществ пробоотборным газоаналитическим и дистанционным лазерными методами 115
Приложение Е Протокол сравнительных испытаний обнаружения следов взрывчатых веществ пробоотборным газоаналитическим и дистанционным
лазерными методами 118
Приложение Ж Программа и методика оценочных испытаний. Определение
динамики испарения следовых количеств ТНТ с поверхности исследуемых
объектов 122
Приложение И Акт внедрения 126
Приложение К Техническое задание на НИР «Нота» 128
Приложение Л Стандарт организации СТО 13105-4-110-2023 131
Глава 1. Анализ современного состояния методов контроля следов взрывчатых
веществ. Постановка задачи 12
1.1. Обзор и классификация методов контроля следов ВВ 12
1.2. Общая характеристика взрывчатых веществ 14
1.2.1. Классификация бризантных взрывчатых веществ 14
1.2.2. Летучесть взрывчатых веществ 17
1.3. Методы дистанционного контроля следов взрывчатых веществ 19
1.4. Газоаналитические методы и средства контроля взрывчатых веществ 26
Глава 2. Определение пороговой чувствительности регистрации следов микрочастиц ВВ на поверхности объектов дистанционным методом лазерно-
индуцированной флуоресценции при лазерной фрагментации азотсодержащих молекул ВВ 36
2.1. Лидарный обнаружитель следов взрывчатых веществ на основе лазерно-
индуцированной флуоресценции при лазерной фрагментации азотсодержащих молекул ВВ 36
2.2. Определение пороговой чувствительности дистанционного 40
детектора следов ВВ 40
2.3. Экспериментальный контроль детектором ДДСВВ следов взрывчатых
веществ в отпечатках пальцев рук 45
Глава 3. Сравнение характеристик определения следовых количеств ВВ пробоотборным газоаналитическим и лидарным методами 53
3.1. Экспериментальная часть 54
3.2. Контроль ТНТ 61
3.3. Контроль имитатора гексогена 62
3.4. Контроль имитатора ТЭН 62 Глава 4. Экспериментальное определение динамики испарения следов микрочастиц тринитротолуола с поверхности объектов и возможности
сравниваемых методов по контролю остатков следов 65
4.1. Условия проведения экспериментальных исследований 66
4.2. Характеристика испарения микрочастиц ТНТ с вихревым отбором проб от
одного образца 71
4.3. Динамика испарения (сублимации) микроследов ТНТ с поверхности
предметных стекол в естественных условиях 72
4.4. Сравнительные возможности пробоотборного и лидарного методов контроля
остатков следов при сублимации тонкой пленки ТНТ 78
Заключение 81
Список сокращений и условных обозначений 85
Список литературы 87
Приложение А Программа и методика оценочных испытаний макета лазерного дистанционного сканирующего детектора следов взрывчатых веществ 99
Приложение Б Протокол оценочных испытаний макета лазерного дистанционного сканирующего детектора следов взрывчатых веществ 103
Приложение В Протокол оценочных испытаний опытного образца лазерного дистанционного детектора взрывчатых веществ 108
Приложение Г Протокол оценочных испытаний макета дистанционного детектора следов взрывчатых веществ 113
Приложение Д Программа и методика оценочных испытаний. Исследование эффективности обнаружения следов взрывчатых веществ пробоотборным газоаналитическим и дистанционным лазерными методами 115
Приложение Е Протокол сравнительных испытаний обнаружения следов взрывчатых веществ пробоотборным газоаналитическим и дистанционным
лазерными методами 118
Приложение Ж Программа и методика оценочных испытаний. Определение
динамики испарения следовых количеств ТНТ с поверхности исследуемых
объектов 122
Приложение И Акт внедрения 126
Приложение К Техническое задание на НИР «Нота» 128
Приложение Л Стандарт организации СТО 13105-4-110-2023 131
📖 Аннотация
В данной диссертационной работе представлены результаты комплексного экспериментального исследования, направленного на сравнительный анализ характеристик двух ключевых методов обнаружения следов взрывчатых веществ (ВВ) на поверхностях объектов: дистанционного лидарного метода лазерно-индуцированной флуоресценции при лазерной фрагментации (ЛИФ-ЛФ) и контактного пробоотборного газоаналитического метода. Актуальность исследования обусловлена потребностью в повышении эффективности антитеррористического контроля, где разнообразие условий обнаружения требует понимания сравнительных возможностей и ограничений существующих технологий. В работе систематизированы данные о современных средствах обнаружения ВВ, включая работы Аксёнова В.А. и др., Набиева Ш.Ш. и Палкиной Л.А., а также нормативные документы, такие как СТО 13105-4-110-2023. Установлено, что пробоотборные газоанализаторы демонстрируют исключительно высокую пороговую чувствительность к парам тринитротолуола (до 10⁻¹⁴ г/см³), в то время как лидарный метод ЛИФ-ЛФ, обладая на два порядка меньшей чувствительностью к парам (около 10⁻¹² г/см³), проявляет высокую эффективность при детектировании твердых микрочастиц ВВ на контролируемых поверхностях. Основной вывод заключается в том, что эффективность каждого метода существенно зависит от физико-химического состояния следов (пары или микрочастицы) и условий проведения контроля, что исключает универсальность любого отдельно взятого подхода. Научная значимость работы заключается в установлении корреляционных зависимостей между результатами, полученными разными методами на одних и тех же объектах, что ранее в литературе не освещалось. Практическая ценность состоит в разработке научно обоснованных рекомендаций по ситуативному применению и возможному комбинированию лидарного и пробоотборного методов для создания более надежных и адаптивных систем безопасности.
📖 Введение
Актуальность темы. Для обнаружения следов взрывчатых веществ (ВВ) в антитеррористическом контроле используются многочисленные методы, которые можно разделить на пробоотбоорные - с отбором проб пара ВВ с поверхности объектов, и дистанционные, действующие на расстоянии до 10 м от объектов без отбора проб ВВ (например, лидарные). Для используемых методов характерны и достоинства, и недостатки, на которые обращается внимание, так как разнообразные условия контроля не гарантируют высокую результативность при использовании только одного метода.
Для пробоотборных - широко используемых методов контроля -достигнуты высокие характеристики пороговой чувствительности по парам тринитротолуола (ТНТ) в концентрациях 10-14 г/см3 и ниже. Для перспективного лидарного метода контроля, а именно, метода лазерной фрагментации/лазерно-индуцированной флюоресценции, характерная пороговая чувствительность при обнаружении паров тринитротолуола на 2 порядка хуже (на уровне 10-12 г/см3), но при этом высокая чувствительность по твердым микрочастицам на поверхности контролируемых объектов, обеспечивающая эффективность контроля.
В литературе имеются результаты, характеризующие каждый метод в отдельности, и отсутствуют данные о применении на одних и тех же объектах.
Нужно отметить, что эффективность или возможность контроля следов ВВ разными методами определяется как чувствительностью пробоотборных и дистанционных обнаружителей, так и поведением следов на поверхности объектов. Микроследы ВВ на поверхности могут появиться за счет миграции молекул ВВ из взрывного устройства, за счет переноса следов с других объектов, в том числе с рук. Количество микроследов на поверхности может изменяться за счет сублимации (испарения).
Таким образом, актуальность темы заключается в необходимости исследования современных методов контроля - лидарного и проботборного (газоотборного) газохроматографического, контроля микроследов и следов пара ВВ на поверхностях контролируемых объектов для развития технологий антитеррористического контроля.
Цель исследования - экспериментальное определение характеристик контроля следов ВВ современными лидарным и пробоотборным газоаналитическим методами, включая их применение для контроля одних и тех же объектов.
Задачи исследования
1. Определение порогового уровня следов ВВ на поверхности объектов, регистрируемых лидарным методом лазерно-индуцированной флуоресценции при лазерной фрагментации (ЛИФ-ЛФ) молекул ВВ.
2. Сравнение характеристик определения следов ВВ пробоотборным газоаналитическим методом и лидарным на поверхности одних и тех же объектов.
3. Исследование динамики сублимации следов микрочастиц тринитротолуола с поверхности модельного объекта - предметного стекла, и сравнение рассматриваемых методов контроля по эффективности (информативности) регистрации остатка микроследов на поверхности.
Объект исследования - контроль следов ВВ на поверхности объектов.
Предмет исследования - эффективность (информативность) контроля следов взрывчатых веществ лидарным и пробоотбороным (газоотборным) газоаналитическим методами.
Методы исследования и используемая аппаратура. Использовались экспериментальные методы с применением современной высокочувствительной аналитической аппаратуры: лидарного обнаружителя следов ВВ на основе лазерно-индуцированной флуоресценции при лазерной фрагментации азотсодержащих молекул ВВ и газохроматографических обнаружителей паров ВВ «ЭХО-М», его аналог «ЭХО-В» с воздухом в качестве газа-носителя.
Основные результаты, выносимые на защиту
1. Метод лазерно-индуцированной флуоресценция при лазерной фрагментации молекул ВВ обеспечивает дистанционный контроль нанограммов ВВ на поверхностях объектов, что достаточно для регистрации на объектах следов ВВ, в том числе образующихся от отпечатков пальцев рук, контактировавших с ВВ, и подтверждает высокую информативность метода контроля следов ВВ.
2. Контроль лидаром нанограммов твердых микроследов взрывчатых веществ на поверхности объектов обеспечивает более высокую эффективность обнаружения следовых количеств ВВ, особенно труднолетучих типа гексоген по сравнению с обнаружением пара от тех же микроследов современными пробоотборными газоаналитическими методами с пороговой чувствительностью по ТНТ 10-14 г/см3.
3. Сублимация тонкого слоя ТНТ на стекле с начальной поверхностной плотностью 100 нг/см2 сопровождается экспоненциальным спадом концентрации пара на поверхности с постоянной времени 75 мин. Концентрация пара при этом за 2,6 ч уменьшается до уровня пороговой чувствительности современных обнаружителей пара ТНТ - 10-14 г/см3. После указанного времени поверхностная концентрация следовых количеств ТНТ может быть зарегистрирована методом ЛИФ-ЛФ. Вихревой отбор проб пара увеличивает на порядок интенсивность сублимации.
Научная новизна
1. Предложены методики высокочувствительного контроля следов взрывчатых веществ на поверхности лидарным и пробоотборным газохроматографическим методами.
2. С использованием современной аппаратуры и разработанными в соавторстве с автором диссертационной работы методиками получены сравнительные характеристики обнаружения микрочастиц ВВ на поверхности исследуемых объектов лидарным и пробоотборным газохроматографическим методами актуальные для повышения эффективности антитеррористического контроля.
3. Впервые выявлена более высокая чувствительность лидарного метода контроля следов труднолетучих ВВ типа гексогена на поверхности объектов при регистрации конденсированных микроследов по сравнению с регистрацией пара газохроматографическим методом.
4. Определены характеристики времени сублимации следов ТНТ в виде
тонких пленок с поверхности стекла. Показано, что чувствительность при контроле лидаром остатков пленок выше по сравнению
с газохроматографическим методом контроля паров.
5. Продемонстрирована возможность повышения чувствительности следового контроля опасных объектов совместным использованием лидарного и пробоотборного методов определения соответственно твердых и парообразных следовых количеств ВВ.
Достоверность полученных результатов обеспечивается совокупностью экспериментальных данных, полученных на современном исследовательском оборудовании, а также удовлетворительной корреляцией, полученных результатов и сделанных выводов, с представлениями современной науки.
Теоретическая и практическая значимость
Результаты работы актуальны для оценки информативности рассмотренных методов в антитеррористическом контроле объектов.
Результаты оценки динамики сублимации следов микрочастиц тринитротолуола с поверхности объектов имеют самостоятельное теоретическое значение для оценки сохраняемости следов - в зависимости от энергии десорбции молекул ВВ на различных поверхностях, и для практики экспертнокриминалистического контроля. Сравнение рассматриваемых методов по эффективности регистрации результатов сублимации следов показывает более высокую информативность лидарного метода с регистрацией сверхмалых поверхностных плотностей ВВ на уровне нг/см2. Дополнительное преимущество лидарного метода по сравнению с пробоотборными газоаналитическими состоит в возможности дистанционного негласного контроля.
Достигнутые уровни регистрации следов взрывчатых веществ на поверхности объектов и в отпечатках пальцев рук лидарным методом лазерно - индуцированной флуоресценции при лазерной фрагментации молекул ВВ определяют высокие возможности дистанционного контроля.
Результаты сравнения методов контроля следовых количеств ВВ могут быть использованы в практике совместного их применения для обоснования целесообразности развития лидарных технологий.
Личный вклад соискателя
Результаты, представленные в диссертационной работе, получены автором при его личном и непосредственном участии. Автором совместно с научным руководителем д.т.н. Грузновым В.М. сформулированы задачи исследования и их содержание, сформулированы защищаемые результаты и выводы по диссертации. Соискателем самостоятельно спланированы экспериментальные исследования. Выбраны объекты для экспериментальных исследования, определены их методики, сделана оценка информативности методов для принятия решений при их использовании в задачах антитеррористического контроля.
Лидарные эксперименты выполнены совместно с сотрудниками ИОА СО РАН д.ф.-м.н. Бобровниковым С.М., к.ф.-м.н. Горловым Е.В., к.ф.-м.н.
Жарковым В.И.; д.ф.-м.н. Панченко Ю.Н. (ИСЭ СО РАН), к.ф.-м.н., доцентом Аксеновым В.А. (Сибирский филиал ФКУ НПО «СТиС» МВД России, г. Новосибирск). Газохроматографические исследования выполнены совместно с сотрудниками ИНГГ СО РАН к.х.н. Кихтенко А.В., к.т.н. Балдиным М.Н. На основе полученных данных подготовлены проекты научных публикаций для печати и доклады на конференциях.
Апробация работы. Основные положения, результаты и выводы, сформулированные в диссертационной работе, докладывались и обсуждались на всероссийских и международных конференциях:
ХХ Международный симпозиум «Оптика атмосферы и океана. Физика атмосферы», Новосибирск, 2014 г.;
XXII Международный симпозиум «Оптика атмосферы и океана. Физика атмосферы», Томск, 2016 г.;
Конференция «Фундаментальные исследования Сибирского отделения РАН в создании специальной техники МВД России», Новосибирск, 2018 г.;
XI Всероссийская научная конференция и школа «Аналитика Сибири и Дальнего Востока», посвященная 100-летию со дня рождения И.Г. Юделевича, Новосибирск, 2021 г.;
The 7th International Symposium on Energetic Materials and their Applications (ISEM2021), November 16-18, 2021, Virtual Symposium, Tokyo;
XI Международная научно-практическая конференция «Проблемные вопросы служебной кинологии на современном этапе», Ростов-на-Дону, 2022 г.;
XVII Международная конференция HEMS-2022 «Высокоэнергетические и специальные материалы: антитерроризм, безопасность и гражданское
применение», Республика Алтай, 2022 г.;
IV Всероссийская конференция по аналитической спектрометрии с международным участием, Краснодар, 2023 г.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 22 работы, в том числе 2 в журналах, индексируемых в базе данных Scopus, 5 в журналах по списку ВАК, 6 в прочих журналах, 9 в материалах конференций, в том числе 7 в материалах зарубежных конференций.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы; содержит 1 33 машинописных страницы, включая 33 рисунка, 7 таблиц, 100 библиографических ссылок, 10 приложений.
Краткое содержание диссертации
Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы цель и задачи исследования, изложены основные положения, выносимые на защиту, отмечена научная новизна и практическая значимость.
В первой главе приведен обзор методов контроля следовых количеств ВВ. Рассмотрены современные средства обнаружения паров и микрочастиц взрывчатых веществ.
Вторая глава посвящена результатам экспериментальных исследований возможности обнаружения следов ВВ, содержащихся в отпечатках пальцев, методом лазерной индуцированной флуоресценции при лазерной фрагментации азотсодержащих молекул ВВ. На примере гексогена показана перспективность данного метода контроля труднолетучих ВВ.
В третьей главе представлены результаты сравнения характеристик определения следов ВВ пробоотборным газоаналитическим и лидарным (ЛИФ - ЛФ) методами. Показана высокая эффективность лидарного контроля следов ВВ на поверхности объектов по сравнению с обнаружением ВВ по их парам.
В четвертой главе представлены результаты моделирования динамики испарения следов микрочастиц тринитротолуола с поверхности объектов и возможности сравниваемых методов в обнаружении остатков следов. Получены количественные оценки времени, в течение которого возможно обнаружение следовых количеств ВВ.
В заключении сформулированы выводы и перечислены основные результаты, полученные в диссертационной работе.
Для пробоотборных - широко используемых методов контроля -достигнуты высокие характеристики пороговой чувствительности по парам тринитротолуола (ТНТ) в концентрациях 10-14 г/см3 и ниже. Для перспективного лидарного метода контроля, а именно, метода лазерной фрагментации/лазерно-индуцированной флюоресценции, характерная пороговая чувствительность при обнаружении паров тринитротолуола на 2 порядка хуже (на уровне 10-12 г/см3), но при этом высокая чувствительность по твердым микрочастицам на поверхности контролируемых объектов, обеспечивающая эффективность контроля.
В литературе имеются результаты, характеризующие каждый метод в отдельности, и отсутствуют данные о применении на одних и тех же объектах.
Нужно отметить, что эффективность или возможность контроля следов ВВ разными методами определяется как чувствительностью пробоотборных и дистанционных обнаружителей, так и поведением следов на поверхности объектов. Микроследы ВВ на поверхности могут появиться за счет миграции молекул ВВ из взрывного устройства, за счет переноса следов с других объектов, в том числе с рук. Количество микроследов на поверхности может изменяться за счет сублимации (испарения).
Таким образом, актуальность темы заключается в необходимости исследования современных методов контроля - лидарного и проботборного (газоотборного) газохроматографического, контроля микроследов и следов пара ВВ на поверхностях контролируемых объектов для развития технологий антитеррористического контроля.
Цель исследования - экспериментальное определение характеристик контроля следов ВВ современными лидарным и пробоотборным газоаналитическим методами, включая их применение для контроля одних и тех же объектов.
Задачи исследования
1. Определение порогового уровня следов ВВ на поверхности объектов, регистрируемых лидарным методом лазерно-индуцированной флуоресценции при лазерной фрагментации (ЛИФ-ЛФ) молекул ВВ.
2. Сравнение характеристик определения следов ВВ пробоотборным газоаналитическим методом и лидарным на поверхности одних и тех же объектов.
3. Исследование динамики сублимации следов микрочастиц тринитротолуола с поверхности модельного объекта - предметного стекла, и сравнение рассматриваемых методов контроля по эффективности (информативности) регистрации остатка микроследов на поверхности.
Объект исследования - контроль следов ВВ на поверхности объектов.
Предмет исследования - эффективность (информативность) контроля следов взрывчатых веществ лидарным и пробоотбороным (газоотборным) газоаналитическим методами.
Методы исследования и используемая аппаратура. Использовались экспериментальные методы с применением современной высокочувствительной аналитической аппаратуры: лидарного обнаружителя следов ВВ на основе лазерно-индуцированной флуоресценции при лазерной фрагментации азотсодержащих молекул ВВ и газохроматографических обнаружителей паров ВВ «ЭХО-М», его аналог «ЭХО-В» с воздухом в качестве газа-носителя.
Основные результаты, выносимые на защиту
1. Метод лазерно-индуцированной флуоресценция при лазерной фрагментации молекул ВВ обеспечивает дистанционный контроль нанограммов ВВ на поверхностях объектов, что достаточно для регистрации на объектах следов ВВ, в том числе образующихся от отпечатков пальцев рук, контактировавших с ВВ, и подтверждает высокую информативность метода контроля следов ВВ.
2. Контроль лидаром нанограммов твердых микроследов взрывчатых веществ на поверхности объектов обеспечивает более высокую эффективность обнаружения следовых количеств ВВ, особенно труднолетучих типа гексоген по сравнению с обнаружением пара от тех же микроследов современными пробоотборными газоаналитическими методами с пороговой чувствительностью по ТНТ 10-14 г/см3.
3. Сублимация тонкого слоя ТНТ на стекле с начальной поверхностной плотностью 100 нг/см2 сопровождается экспоненциальным спадом концентрации пара на поверхности с постоянной времени 75 мин. Концентрация пара при этом за 2,6 ч уменьшается до уровня пороговой чувствительности современных обнаружителей пара ТНТ - 10-14 г/см3. После указанного времени поверхностная концентрация следовых количеств ТНТ может быть зарегистрирована методом ЛИФ-ЛФ. Вихревой отбор проб пара увеличивает на порядок интенсивность сублимации.
Научная новизна
1. Предложены методики высокочувствительного контроля следов взрывчатых веществ на поверхности лидарным и пробоотборным газохроматографическим методами.
2. С использованием современной аппаратуры и разработанными в соавторстве с автором диссертационной работы методиками получены сравнительные характеристики обнаружения микрочастиц ВВ на поверхности исследуемых объектов лидарным и пробоотборным газохроматографическим методами актуальные для повышения эффективности антитеррористического контроля.
3. Впервые выявлена более высокая чувствительность лидарного метода контроля следов труднолетучих ВВ типа гексогена на поверхности объектов при регистрации конденсированных микроследов по сравнению с регистрацией пара газохроматографическим методом.
4. Определены характеристики времени сублимации следов ТНТ в виде
тонких пленок с поверхности стекла. Показано, что чувствительность при контроле лидаром остатков пленок выше по сравнению
с газохроматографическим методом контроля паров.
5. Продемонстрирована возможность повышения чувствительности следового контроля опасных объектов совместным использованием лидарного и пробоотборного методов определения соответственно твердых и парообразных следовых количеств ВВ.
Достоверность полученных результатов обеспечивается совокупностью экспериментальных данных, полученных на современном исследовательском оборудовании, а также удовлетворительной корреляцией, полученных результатов и сделанных выводов, с представлениями современной науки.
Теоретическая и практическая значимость
Результаты работы актуальны для оценки информативности рассмотренных методов в антитеррористическом контроле объектов.
Результаты оценки динамики сублимации следов микрочастиц тринитротолуола с поверхности объектов имеют самостоятельное теоретическое значение для оценки сохраняемости следов - в зависимости от энергии десорбции молекул ВВ на различных поверхностях, и для практики экспертнокриминалистического контроля. Сравнение рассматриваемых методов по эффективности регистрации результатов сублимации следов показывает более высокую информативность лидарного метода с регистрацией сверхмалых поверхностных плотностей ВВ на уровне нг/см2. Дополнительное преимущество лидарного метода по сравнению с пробоотборными газоаналитическими состоит в возможности дистанционного негласного контроля.
Достигнутые уровни регистрации следов взрывчатых веществ на поверхности объектов и в отпечатках пальцев рук лидарным методом лазерно - индуцированной флуоресценции при лазерной фрагментации молекул ВВ определяют высокие возможности дистанционного контроля.
Результаты сравнения методов контроля следовых количеств ВВ могут быть использованы в практике совместного их применения для обоснования целесообразности развития лидарных технологий.
Личный вклад соискателя
Результаты, представленные в диссертационной работе, получены автором при его личном и непосредственном участии. Автором совместно с научным руководителем д.т.н. Грузновым В.М. сформулированы задачи исследования и их содержание, сформулированы защищаемые результаты и выводы по диссертации. Соискателем самостоятельно спланированы экспериментальные исследования. Выбраны объекты для экспериментальных исследования, определены их методики, сделана оценка информативности методов для принятия решений при их использовании в задачах антитеррористического контроля.
Лидарные эксперименты выполнены совместно с сотрудниками ИОА СО РАН д.ф.-м.н. Бобровниковым С.М., к.ф.-м.н. Горловым Е.В., к.ф.-м.н.
Жарковым В.И.; д.ф.-м.н. Панченко Ю.Н. (ИСЭ СО РАН), к.ф.-м.н., доцентом Аксеновым В.А. (Сибирский филиал ФКУ НПО «СТиС» МВД России, г. Новосибирск). Газохроматографические исследования выполнены совместно с сотрудниками ИНГГ СО РАН к.х.н. Кихтенко А.В., к.т.н. Балдиным М.Н. На основе полученных данных подготовлены проекты научных публикаций для печати и доклады на конференциях.
Апробация работы. Основные положения, результаты и выводы, сформулированные в диссертационной работе, докладывались и обсуждались на всероссийских и международных конференциях:
ХХ Международный симпозиум «Оптика атмосферы и океана. Физика атмосферы», Новосибирск, 2014 г.;
XXII Международный симпозиум «Оптика атмосферы и океана. Физика атмосферы», Томск, 2016 г.;
Конференция «Фундаментальные исследования Сибирского отделения РАН в создании специальной техники МВД России», Новосибирск, 2018 г.;
XI Всероссийская научная конференция и школа «Аналитика Сибири и Дальнего Востока», посвященная 100-летию со дня рождения И.Г. Юделевича, Новосибирск, 2021 г.;
The 7th International Symposium on Energetic Materials and their Applications (ISEM2021), November 16-18, 2021, Virtual Symposium, Tokyo;
XI Международная научно-практическая конференция «Проблемные вопросы служебной кинологии на современном этапе», Ростов-на-Дону, 2022 г.;
XVII Международная конференция HEMS-2022 «Высокоэнергетические и специальные материалы: антитерроризм, безопасность и гражданское
применение», Республика Алтай, 2022 г.;
IV Всероссийская конференция по аналитической спектрометрии с международным участием, Краснодар, 2023 г.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 22 работы, в том числе 2 в журналах, индексируемых в базе данных Scopus, 5 в журналах по списку ВАК, 6 в прочих журналах, 9 в материалах конференций, в том числе 7 в материалах зарубежных конференций.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы; содержит 1 33 машинописных страницы, включая 33 рисунка, 7 таблиц, 100 библиографических ссылок, 10 приложений.
Краткое содержание диссертации
Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы цель и задачи исследования, изложены основные положения, выносимые на защиту, отмечена научная новизна и практическая значимость.
В первой главе приведен обзор методов контроля следовых количеств ВВ. Рассмотрены современные средства обнаружения паров и микрочастиц взрывчатых веществ.
Вторая глава посвящена результатам экспериментальных исследований возможности обнаружения следов ВВ, содержащихся в отпечатках пальцев, методом лазерной индуцированной флуоресценции при лазерной фрагментации азотсодержащих молекул ВВ. На примере гексогена показана перспективность данного метода контроля труднолетучих ВВ.
В третьей главе представлены результаты сравнения характеристик определения следов ВВ пробоотборным газоаналитическим и лидарным (ЛИФ - ЛФ) методами. Показана высокая эффективность лидарного контроля следов ВВ на поверхности объектов по сравнению с обнаружением ВВ по их парам.
В четвертой главе представлены результаты моделирования динамики испарения следов микрочастиц тринитротолуола с поверхности объектов и возможности сравниваемых методов в обнаружении остатков следов. Получены количественные оценки времени, в течение которого возможно обнаружение следовых количеств ВВ.
В заключении сформулированы выводы и перечислены основные результаты, полученные в диссертационной работе.
✅ Заключение
Цель исследования - экспериментальное определение характеристик контроля следов ВВ современными лидарным и пробоотборным газоаналитическим методами, включая их применение для контроля одних и тех же объектов.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🖼 Скриншоты
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.